JP2001114090A - ブレーキバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーキバルブのブレーキ作動の応答性を高
める。 【解決手段】 スプール２９が嵌入されたシリンダ室に
隣接して開設されスプール２９の一端部が挿入されたス
プリング室２１と、スプリング室２１に隣接したガイド
孔２０と、ガイド孔２０に支持されて一端部がスプリン
グ室２１に挿入されスプール２９に対向された押圧ロッ
ド２２と、押圧ロッド２２に連係されたブレーキペダル
１７と、押圧ロッド２２とスプール２９との間に介設さ
れたバルブスプリング３５とを備えているブレーキバル
ブ１０において、バルブスプリング３５が蓄力状態をも
ってスプリング保持ケース３０に保持され、ケース３０
が押圧ロッド２２とスプール２９との間に介設されてい
る。 【効果】 制御油圧をブレーキバルブの蓄力で設定した
初期油圧値から立ち上がらせることで、ブレーキバルブ
のブレーキ力の応答性を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブレーキバルブに
関し、特に、ブレーキ力の応答性を高める技術に係り、
例えば、トラックや各種建設用車両に搭載される全油圧
パワーブレーキ装置のブレーキバルブに利用して有効な
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】トラックや各種建設用車両には全油圧パ
ワーブレーキ装置が搭載されており、この全油圧パワー
ブレーキ装置に使用されるブレーキバルブはブレーキペ
ダルの踏込みによって押圧ロッドが変位する量（以下、
ストロークという。）に比例した油圧を車輪に設けられ
たブレーキシリンダ（ホイルシリンダ）に供給するよう
に構成されている。

【０００３】一般に、ブレーキバルブにおいてはブレー
キペダルのストロークに所謂遊びが設定されている。す
なわち、ブレーキペダルが踏み込まれてもペダルのスト
ロークが一定の範囲を越えるまでは車輪にブレーキ力が
作用せず、ペダルのストロークが一定値を越えた時にブ
レーキシリンダに作用する制御油圧が零から徐々に増加
する制御油圧−ペダルストローク特性（以下、油圧−ス
トローク特性という。）を示すように設定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トラッ
クや各種建設用車両に搭載される全油圧パワーブレーキ
装置においては配管抵抗等の油圧損失が比較的大きく、
かつまた、大きなブレーキ力が要求されるため、これに
使用されるブレーキバルブにおいては、ペダルの遊びの
ストロークを越えた時点からブレーキバルブの制御油圧
を零から増加させたのではブレーキ作動に遅れが発生す
る場合がある。すなわち、全油圧パワーブレーキ装置に
使用されるブレーキバルブの油圧−ストローク特性にお
いては、ペダルの遊びのストロークを越えた時点からブ
レーキ作動を開始させる応答性が要求される。

【０００５】本発明の目的は、ブレーキ作動の応答性を
高めることができるブレーキバルブを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るブレーキバ
ルブは、供給ポートおよび排出ポートが開設されたシリ
ンダ室と、このシリンダ室に摺動自在に嵌入されたスプ
ールと、前記シリンダ室に隣接して配設され前記スプー
ルの一端部が挿入されたスプリング室と、このスプリン
グ室に隣接して配設されたガイド孔と、このガイド孔に
摺動自在に支持されて一端部が前記スプリング室に挿入
されて前記スプールに対向された押圧ロッドと、この押
圧ロッドに連係されたブレーキペダルと、前記押圧ロッ
ドと前記スプールとの間に介設されたバルブスプリング
とを備えているブレーキバルブにおいて、前記バルブス
プリングが蓄力状態をもってスプリング保持ケースに保
持されており、このスプリング保持ケースが前記押圧ロ
ッドと前記スプールとの間に介設されていることを特徴
とする。

【０００７】前記した手段によれば、油圧−ストローク
特性において初期油圧値を設定された状態にするため、
バルブスプリングを蓄力状態で押圧ロッドとスプールと
の間に介設したので、ブレーキペダルが遊びストローク
以上に踏み込まれると、制御油圧を初期油圧値から立ち
上がらせることができる。したがって、ブレーキバルブ
のブレーキ力の応答性を高めることができるため、配管
抵抗等の油圧損失が大きく、かつ、大きなブレーキ力が
要求される全油圧パワーブレーキ装置にブレーキバルブ
が使用された場合であっても、ブレーキ作動に遅れが発
生するのを防止することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に即して説明する。

【０００９】本実施形態において、本発明に係るブレー
キバルブ１０は、トラックや各種建設用車両に搭載され
る全油圧パワーブレーキ装置のためのものとして構成さ
れている。図２に示されているように、全油圧パワーブ
レーキ装置用のブレーキバルブ１０は上側ボデー１１、
下側ボデー１２および底蓋１３を備えており、上側ボデ
ー１１の上端部外周が取付板１４にボルト１９によって
固定されている。

【００１０】図２に示されているように、取付板１４の
上面の一端部には軸受部１５が突設されており、軸受部
１５にはブレーキペダル１７の基端部が支軸１６によっ
て上下方向に回動自在に支持されている。ブレーキペダ
ル１７の下面中間部にはローラ１８が回転自在に軸支さ
れており、ローラ１８の一部外周面が後記する押圧ロッ
ド２２の上面に当接されている。

【００１１】上側ボデー１１は略円柱形状に形成されて
おり、上側ボデー１１の下端面には下側ボデー１２の上
端面が当接されてボルト１９によって連結されている。
上側ボデー１１の中心線上にはガイド孔２０が形成され
ており、上側ボデー１１と下側ボデー１２との合わせ面
には円柱中空部形状のスプリング室２１が形成されてい
る。ガイド孔２０内には大径部２３ａと小径部２３ｂと
を有する略二段円柱形状の押圧ロッド２２が上下方向に
摺動自在に挿通されている。押圧ロッド２２の大径部２
３ａの上端部はガイド孔２０から上方に突出され、その
上端面にはローラ１８が当接されている。押圧ロッド２
２の小径部２３ｂはスプリング室２１に挿入されてい
る。押圧ロッド２２の下端部の中心線上には給油路２４
が開設されており、給油路２４は上側ボデー１１に形成
された給油孔２５を介してパイロットポート２６に連通
するようになっている。

【００１２】押圧ロッド２２の小径部２３ｂの外周には
キャップ２７が上下方向に摺動自在に嵌合されている。
キャップ２７は下端面が閉塞した円筒形状に形成されて
おり、その上端開口には鍔部２８が径方向外向きに突設
されている。キャップ２７の下端面はプライマリスプー
ル２９の上端面に対向されている。

【００１３】キャップ２７の外側にはスプリングを保持
したスプリング保持ケース（以下、ケースという。）３
０が同心円に配置されて、プライマリスプール２９との
間に介設されている。ケース３０は上端面が閉塞し下端
面が開口した円筒形状の外側保持筒３１と、下端面が閉
塞し上端面が開口した円筒形状の内側保持筒３２とを備
えており、内側保持筒３２の開口端部の外周が外側保持
筒３１の開口端部の内周に摺動自在に嵌入されている。
外側保持筒３１の内周面における開口側端部にはストッ
パリング３３が嵌着されており、ストッパリング３３に
は内側保持筒３２の外周面における開口側端部に径方向
外向きに突設されたストッパ部３４が外側保持筒３１側
から係合されている。したがって、内側保持筒３２は外
側保持筒３１に対してストッパリング３３とストッパ部
３４とによって抜け止めされた状態で、軸方向に短縮し
得るようになっている。つまり、ケース３０は伸縮自在
に構成されている。

【００１４】ケース３０の内部には油圧−ストローク特
性を設定するためのバルブスプリング（以下、第一スプ
リングという。）３５と、油圧−ストローク特性を途中
から変更するためのサブバルブスプリング（以下、第二
スプリングという。）３６とがそれぞれ同心円に配置さ
れて収納されている。ストッパリング３３とストッパ部
３４とが係合した外側保持筒３１と内側保持筒３２との
最大伸長時において、第一スプリング３５は若干圧縮変
形された状態で外側保持筒３１の端面壁と内側保持筒３
２の端面壁との間に挟み込まれている。第一スプリング
３５はこの圧縮変形状態の蓄力によって図３（ａ）に示
された油圧−ストローク特性線Ａにおける初期油圧値Ｐ
₁ を設定するようになっている。

【００１５】第二スプリング３６は外側保持筒３１と内
側保持筒３２との最大伸長時において自然状態（蓄力さ
れない状態）になっており、図３（ａ）の油圧−ストロ
ーク特性線Ａ’に示されているように、ブレーキペダル
１７のストロークＳが予め設定された値に達した時に押
圧ロッド２２からの押圧力によって収縮することによ
り、油圧−ストロークの特性が非線形になるように傾き
を変更するようになっている。

【００１６】ケース３０は第一スプリング３５が圧縮さ
れた状態でキャップ２７とプライマリスプール２９との
間に介設されている。すなわち、外側保持筒３１の端面
壁の上面がキャップ２７の鍔部２８の下面に押接され、
内側保持筒３２の端面壁の下面がプライマリスプール２
９の上面に押接されている。外側保持筒３１の端面壁お
よび内側保持筒３２の端面壁には通油口３１ａ、３２ａ
がそれぞれ開設されており、スプリング室２１内のブレ
ーキ油が通油口３１ａ、３２ａを通じて出入りすること
により、ケース３０は押圧ロッド２２に追従して伸縮し
得るようになっている。

【００１７】スプリング室２１のケース３０の外側には
リターンスプリング３７が設置されており、リターンス
プリング３７は押圧ロッド２２に係止されたスプリング
シート３７Ａとスプリング室２１の底面との間に蓄力状
態で介設されている。すなわち、リターンスプリング３
７は下側ボデー１２に反力をとって押圧ロッド２２をロ
ーラ１８に押し付ける方向に付勢している。

【００１８】図１に示されているように、下側ボデー１
２の中心線上にはシリンダ室３８が形成されており、シ
リンダ室３８にはプライマリスプール２９とセカンダリ
スプール３９が直列になって摺動自在に挿入されてい
る。下側ボデー１２の中間部にはブレーキ用アキュムレ
ータ（油圧源）からの油圧をシリンダ室３８に供給する
第一供給ポート４０および第二供給ポート４１が開設さ
れているともに、シリンダ室３８内の油圧をブレーキシ
リンダに排出する第一排出ポート４２および第二排出ポ
ート４３が開設されている。第一供給ポート４０は第一
排出ポート４２に対して下側にずらされて配置されてお
り、第二供給ポート４１は第二排出ポート４３に対して
下側にずらされて配置されている。プライマリスプール
２９とセカンダリスプール３９の摺動位置により、第一
供給ポート４０と第一排出ポート４２とが連通し、第二
供給ポート４１と第二排出ポート４３とが連通するよう
になっている。

【００１９】プライマリスプール２９およびセカンダリ
スプール３９には第一小径部４４および第二小径部４
５、第一小孔４６および第二小孔４７、第一リアクショ
ンチャンバ４８および第二リアクションチャンバ４９が
それぞれ開設されており、これら第一小径部４４および
第二小径部４５、第一小孔４６および第二小孔４７、第
一リアクションチャンバ４８および第二リアクションチ
ャンバ４９は、押圧ロッド２２が下降した時にのみ第一
供給ポート４０および第二供給ポート４１を第一排出ポ
ート４２および第二排出ポート４３にそれぞれ連通させ
るように設定されている。

【００２０】第一リアクションチャンバ４８および第二
リアクションチャンバ４９は下端面がそれぞれ開口され
ており、第一リアクションチャンバ４８および第二リア
クションチャンバ４９には第一リアクションプランジャ
５０および第二リアクションプランジャ５１が摺動自在
にそれぞれ嵌入されている。第一リアクションプランジ
ャ５０の下端面はセカンダリスプール３９の上面と当接
されており、第二リアクションプランジャ５１の下端面
は底蓋１３の底面に突設された凸部５２の上面に当接さ
れている。

【００２１】底蓋１３は下側ボデー１２の下端開口を閉
塞するように下側ボデー１２の底面に連結されており、
底蓋１３の内部にはスプリング室５３が開設されてい
る。スプリング室５３内にはリターンスプリング５４が
装着されており、リターンスプリング５４は第一スプリ
ング３５の弾性力よりも小さい弾性力によってセカンダ
リスプール３９、プライマリスプール２９およびケース
３０を押圧ロッド２２の方向に押圧するように設定され
ている。

【００２２】次に、ブレーキバルブの作用を説明する。

【００２３】図２において、運転者によってブレーキペ
ダル１７が踏み込まれると、ブレーキペダル１７からの
押圧力がローラ１８を介して押圧ロッド２２に作用す
る。ブレーキペダル１７からの押圧力が作用すると、押
圧ロッド２２は第一リターンスプリング３７および第二
リターンスプリング５４の弾性力に抗して下降する。こ
の際、第一リターンスプリング３７および第二リターン
スプリング５４の弾性力が反力として押圧ロッド２２に
作用するため、ブレーキペダル１７を踏み込む運転者に
は踏込み感が及ぶことになる。

【００２４】油圧−ストローク特性線図である図３
（ａ）に示されているように、ブレーキペダル１７のス
トロークＳが遊びストロークＳ₁ の範囲にある間は、ブ
レーキバルブのブレーキシリンダに対する制御油圧Ｐは
零の状態にある。

【００２５】ブレーキペダル１７が踏み込まれるとほぼ
同時にプライマリスプール２９およびセカンダリスプー
ル３９も下降を始める。ブレーキペダル１７が図１に示
された遊びストロークＳ₁ を越えて踏み込まれると、プ
ライマリスプール２９およびセカンダリスプール３９は
第一供給ポート４０および第二供給ポート４１を第一排
出ポート４２および第二排出ポート４３にそれぞれ連通
させるため、図示しないブレーキ用アキュムレータの油
圧が図示しないブレーキシリンダに送給される。

【００２６】シリンダ室３８内の油圧は油圧の供給によ
ってプライマリスプール２９の開孔２９ａおよびセカン
ダリスプール３９の開孔３９ａを通りプライマリスプー
ル２９およびセカンダリスプール３９内に設けられたプ
ランジャ５０、５１に作用し、作用力が第一スプリング
３５の弾性力以上になると、プライマリスプール２９お
よびセカンダリスプール３９が上昇するため、第一供給
ポート４０および第二供給ポート４１と第一排出ポート
４２および第二排出ポート４３との連通が遮断される。

【００２７】続いて、ブレーキペダル１７が踏み込まれ
ると、第一スプリング３５は押圧ロッド２２によってさ
らに圧縮変形されて付勢力を増加するため、プライマリ
スプール２９およびセカンダリスプール３９を再度下降
させ、第一供給ポート４０および第二供給ポート４１を
第一排出ポート４２および第二排出ポート４３にそれぞ
れ連通させる。

【００２８】以上の連通および遮断の繰り返し作動によ
り、図３（ａ）に示されているように、ブレーキバルブ
の制御油圧はブレーキペダルのストロークに比例して上
昇して行くことになる。

【００２９】ところで、第一スプリング３５が自然状態
をもって押圧ロッド２２とプライマリスプール２９との
間に介設された従来例の場合には、図３（ｂ）の油圧−
ストローク特性線Ｂに示されているように、ブレーキペ
ダルのストロークＳが遊びストロークＳ₁ に達すると、
制御油圧Ｐは零から立ち上がることになる。このように
遊びストロークＳ₁ に達した時に制御油圧Ｐが零から立
ち上がると、配管抵抗等の油圧損失が大きく、かつま
た、大きなブレーキ力が要求される全油圧パワーブレー
キ装置用のブレーキバルブにおいては、ブレーキ作動に
遅れが発生する場合がある。

【００３０】本実施形態に係るブレーキバルブにおいて
は、第一スプリング３５が蓄力状態をもってケース３０
に保持されて押圧ロッド２２とプライマリスプール２９
との間に介設されているため、図３（ａ）の油圧−スト
ローク特性線Ａに示されているように、ブレーキペダル
の踏込み量が遊びストロークＳ₁ に達すると、制御油圧
Ｐは第一スプリング３５の蓄力によって規定された初期
油圧値Ｐ₁ に立ち上がることになる。そして、この初期
油圧値Ｐ₁ によって配管抵抗等の大きな油圧損失を吸収
し、大きなブレーキ力を立ち上がりと同時にブレーキシ
リンダに送給することができるため、配管抵抗等の油圧
損失が大きく、かつまた、大きなブレーキ力が要求され
る全油圧パワーブレーキ装置にブレーキバルブ１０が使
用された場合であっても、ブレーキ作動に遅れが発生す
るのを防止することができる。

【００３１】すなわち、前述したブレーキ作動のブレー
キペダル１７の踏込み初期において、ブレーキペダル１
７が遊びストロークＳ₁ に達すると、第一スプリング３
５は押圧ロッド２２によって初期油圧値Ｐ₁ に対応した
弾性力を発揮する状態になって、プライマリスプール２
９およびセカンダリスプール３９に作用し、ブレーキ用
アキュムレータの油圧をブレーキシリンダに送給する。

【００３２】この際、プライマリスプール２９およびセ
カンダリスプール３９が上昇するために必要な油圧によ
る作用力は第一スプリング３５の弾性力に抗する力であ
るから、その油圧値は第一スプリング３５によって規定
された初期油圧値Ｐ₁ となる。したがって、ブレーキペ
ダル１７が遊びストロークＳ₁ に達することにより、ブ
レーキバルブがブレーキシリンダに送給する制御油圧Ｐ
の初期油圧値は零ではなく、第一スプリング３５によっ
て規定された初期油圧値Ｐ₁ となる。

【００３３】なお、図３（ａ）中、特性線Ａ’は、第一
スプリング３５および第二スプリング３６によって制御
される油圧−ストローク特性を示している。

【００３４】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、予め蓄力させた状態で第一スプリング３５をケース
３０によって収納して押圧ロッド２２とプライマリスプ
ール２９との間に介設することにより、油圧−ストロー
ク特性について初期油圧Ｐ₁ を設定した状態になってい
るため、ブレーキバルブのブレーキ力の応答性を高める
ことができる。したがって、配管抵抗等の油圧損失が大
きく、かつまた、大きなブレーキ力が要求される全油圧
パワーブレーキ装置にブレーキバルブ１０が使用された
場合であっても、ブレーキ作動に遅れが発生するのを防
止することができる。

【００３５】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更
が可能であることはいうまでもない。

【００３６】例えば、第一スプリングを蓄力状態で保持
するケースは、前記した構造に構成するに限らない。ま
た、第二スプリングは省略してもよい。

【００３７】ブレーキバルブは上下方向に配置するに限
らず、水平方向に配置してもよい。また、セカンダリス
プールやパイロットポート等は省略してもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予め蓄力させた状態でバルブスプリングをスプリング保
持ケースによって保持して押圧ロッドとスプールとの間
に介設することにより、油圧−ストローク特性について
初期油圧値を設定した状態になっているため、ブレーキ
バルブのブレーキ力の応答性を高めることができる。し
たがって、配管抵抗等の油圧損失が大きく、かつまた、
大きなブレーキ力が要求される全油圧パワーブレーキ装
置にブレーキバルブが使用された場合であっても、ブレ
ーキ作動に遅れが発生するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるブレーキバルブの
主要部分を示す正面断面図である。

【図２】そのブレーキバルブの正面断面図である。

【図３】油圧−ストロークの特性を示す線図であり、
（ａ）は本実施形態の場合を、（ｂ）は従来例の場合を
それぞれ示している。

【符号の説明】

１０…ブレーキバルブ、１１…上側ボデー、１２…下側
ボデー、１３…底蓋、１４…取付板、１５…軸受部、１
６…支軸、１７…ブレーキペダル、１８…ローラ、１９
…ボルト、２０…ガイド孔、２１…スプリング室、２２
…押圧ロッド、２３ａ…大径部、２３ｂ…小径部、２４
…給油路、２５…給油孔、２６…パイロットポート、２
７…キャップ、２８…鍔部、２９…プライマリスプー
ル、２９ａ…開孔、３０…ケース（スプリング保持ケー
ス）、３１…外側保持筒、３２…内側保持筒、３３…ス
トッパリング、３４…ストッパ部、３５…第一スプリン
グ（バルブスプリング）、３６…第二スプリング（サブ
バルブスプリング）、３７…リターンスプリング、３７
Ａ…スプリングシート、３８…シリンダ室、３９…セカ
ンダリスプール、３９ａ…開孔、４０、４１…供給ポー
ト、４２、４３…排出ポート、４４、４５…小径部、４
６、４７…小孔、４８、４９…リアクションチャンバ、
５０、５１…リアクションプランジャ、５２…凸部、５
３…スプリング室、５４…リターンスプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給ポートおよび排出ポートが開設され
   たシリンダ室と、このシリンダ室に摺動自在に嵌入され
   たスプールと、前記シリンダ室に隣接して配設され前記
   スプールの一端部が挿入されたスプリング室と、このス
   プリング室に隣接して配設されたガイド孔と、このガイ
   ド孔に摺動自在に支持されて一端部が前記スプリング室
   に挿入されて前記スプールに対向された押圧ロッドと、
   この押圧ロッドに連係されたブレーキペダルと、前記押
   圧ロッドと前記スプールとの間に介設されたバルブスプ
   リングとを備えているブレーキバルブにおいて、前記バ
   ルブスプリングが蓄力状態をもってスプリング保持ケー
   スに保持されており、このスプリング保持ケースが前記
   押圧ロッドと前記スプールとの間に介設されていること
   を特徴とするブレーキバルブ。